第３７卷第１２期 ２０１２年ｌ２月 环境科学与管理
ＥＮＶＩＲｏＮＭＥＮＴＡＬ ＳＣⅢＮＣＥ ＡＮＤ ＭＡＮＡＧＥＭ哐ＮＴ Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．１２
Ｄｅｃ．２Ｏ１２
文章编号：１６７４—６１３９（２０１２）１２—０１９３—０２
原油管道泄漏对地表水环境风险评估 王磊，余曦，虎蕾 （中国石油管道建设项目经理部，北京１００１０１）
摘要：原油管道一旦发生泄漏事故进入水体，会对河流水质及沿岸生态环境产生严重影响。本文以兰成输油 管道为例，采用Ｆａｎｎｅｌｏｐ＆Ｗａｌｄｍａｎ计算模型，对原油管道事故泄漏对地表水的影响进行定量预测。结果表 明：原油管道大规模泄漏入河流后，将对河流造成较严重的污染。对此，提出管道泄漏的风险防范和应急措施， 为其它管道的风险评价与控制提供参考。 关键词：原油管道；泄露；地表水；环境风险 中图分类号：Ｘ８２４ 文献标识码：Ａ
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｒｉｓｋ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｎ Ｃｒｕｄｅ Ｏｉｌ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ Ｌｅａｋａｇｅ ｔｏ Ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ Ｗａｎｇ Ｌｅｉ，Ｙｕ Ｘｉ，Ｈｕ Ｌｅｉ （ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１０１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｅａｋｉｎｇ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｗｉｌｌ ｈａｖｅ ｍａｊｏｒ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ｒｉｖｅｒｓ ａｎｄ ｃｏａｓｔａｌ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔａｋ— ｉｎｇ Ｌａｎｃｈｅｎｇ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ａｓ，ａｌｌ ｅｘａｍｐｌｅ．ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｅａｋａｇｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｆａｎｎｅｌｏｐ＆ Ｗａｌｄｍａｎ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｅ１．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｉｖｅｒｓ ａｒｅ ｓｅｖｅｒｅｌｙ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｉｓ ｂｒｏｋｅｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｓｏｍｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｌｅａｋａｇｅ ｒｉｓｋｓ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｓｉｍｉｌａｒ ｒｉｓｋｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｐｉｐｅｌｉｎｅ；ｌｅａｋｉｎｇ；ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｒｉｓｋ
刖置 管道泄漏是原油管道最主要的事故类型之一， 旦发生泄漏事故进入河流，由于原油难溶于水，粘 度较大，溢油首先会因浮力浮于水面上；同时由于重 力和表面张力的作用而在水面上形成油膜，并借助 风、浪、流的作用力在水面漂移扩散，与此同时，溢油 会发生一系列溶解、乳化等迁移转化反应，会对河流 水质及沿岸生态环境造成破坏 。 本次研究以兰成输油管道为例，对管道泄漏事 故造成的地表水环境风险进行定量分析，提出风险 防范和应急处置措施，为其它管道风险评价与控制 提供参考。
１ 源项分析 兰成输油管道最大输油能力为１ ０００万吨／年，
收稿日期：２０１２—０８—３１ 作者简介：王磊（１９７９一），男，工程师，硕士，主要从事环境管理、环境 影响评价研究工作。
采用先进的泄漏监控系统，并在穿过重点河流的两 端安装了自动关闭的阀门，一旦发生漏油事故，阀门 可以在１０分钟内响应并关闭。管道溢油量按最不 利情况即管道断裂考虑＿２ Ｊ，本次模拟的不利条件是 发生全管径破裂。 假设事故溢油在１０分钟内连续均匀溢出，则在 截断阀关闭之前，根据输油流量计算，事故总溢油量 Ｑ 为１９０ ｔ；在截断阀关闭后，根据前面国内外管道 泄漏事故分析，泄漏油品量一般为截断阀之间管道 油品量的５％～３０％，本工程按照最大量３０％计算， 则溢油量Ｑ 为２２ ｔ。则发生事故的总溢油量Ｑ为 ２１２ ｔ。
２河流溢油的预测模型 ２．１预测模式 对于溢油事故的模型分析在国内外研究的较 多，但是现有的研究成果主要集中在海洋溢油分析 方面，本报告在借鉴现有成果的基础上，结合当地自 然条件，完成了管道穿越河流溢油预测模型的建立， １９３· 第３７卷第１２期 ２０１２年１２月 王磊等·原油管道泄漏对地表水环境风险评估 Ｖ０Ｉ＿３７ ＮＯ．１２
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采用Ｆａｎｎｅｌｏｐ＆Ｗａｌｄｍａｎ点源瞬时溢油的油膜扩 散模型，预测事故发生后油膜扩展影响的距离。溢 油在静止水体中扩展长度预测模型为： 第一阶段（惯性扩展阶段）： Ｌｌ＝Ｋｌ１（ＡｇＷ） ｔ丁 第二阶段（粘性扩展阶段）： ２＝ １２【△（１一（△ｇ ｔ｝／ ）古）】 第三阶段（表面张力扩展阶段）： Ｌ３＝１．３３［ ｔ ／（ｐ２仲 ）］寺 在运动的水体中，油膜随着水流迁移，也随时间 扩展。因此，溢油后油膜影响的距离为： Ｓ＝ｕｔ＋争 式中：Ｓ：油膜影响的距离，ｎｌ； ：油膜扩展长度，ｍ；Ｌ＝ １十 ２＋￡３ ，、Ｋ ：各扩展阶段的经验系数，取Ｋ。。＝Ｋ。 ＝１．Ｏ Ⅱ：河道水流速度，ｍ／ｓ 本项目预测河流穿越 段溢油影响，取 ＝０．８２ ｍ／ｓ；
△：１一Ｐｏ ｐ ｐｏ：油的密度，取８４８．５ ｋｇ／ｍ ；
ｐ ：水的密度，取１ ０００ ｋ＃ｍ ； ｇ：重力加速度，取９．８ ｍ／ｓ ； ：溢油量，ｍ ；Ｗ＝２５０ ｍ ； Ｙ ：水的运动粘滞系数，取１．０１×１０ ｍ ／ｓ；
：净表面张力系数，取０．３ Ｎ／ｍ； ｔ：时间，ｓ。 ２．２计算条件 （１）河流水文条件 计算时河流基础水文资料见表１。 表１ 事故溢油影响段河流水文条件
（２）计算时段的确定 根据输油管道发生泄漏事故经验数据，实际 的应急响应时间及当地抢险物资配备情况和交 通、人员条件分析，从溢油发生到全面展开污染控 制和回收工作一般区段约需２小时左右，而５小时 内可以保证各项工作的全面展开。因此，本文模 拟在溢油事故发生后５小时内，如果未采取有效控
制措施，河流受到石油类的污染情况。 ３计算结果与分析 根据上述参数预测了管道发生漏油事故后，预 测不同流速情况下油膜在河流中的长度随时间的变 化趋势，具体结果见表２和表３。
表２溢油随时间扩散距离 ｕ：０
１９４· （下转第１２５页） 第３７卷第ｌ２期 ２０１２年１２月 李杰等·普通教室混响时间的测量与分析 Ｖ０Ｉ．３７ Ｎｏ．１２
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参考文献： ［１］Ｃｈｒｉｓｔａｌ Ｓａｖｅｇｅ，Ｂ．Ａ．Ｃｌａｓｓｒｏｏｍ ａｃｏｕｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒ－ ｖｅｎｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ［Ｄ］Ｃｏｌ— ｌｅｇｅ ｏｆ ｌｉｂｅｒａｌ ａｒｔｓ Ｌｏｕｉｓｉａｎａ ｔｅｃｈ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．２００７． ［２］Ｃｌａｓｓｒｏｏｍ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｉｍｅｌｉｎ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ． ａｓｈａ．ｏｒｇ／ｕｐｌｏａｄｅｄＦｉｌｅｓ／ＡＳＨＡ／Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ／ｌｅａｄｅｒ／２０１０／１（Ｘ）９２１／ Ｃｌａｓｓｒｏｏｍ—Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ—Ｔｉｍｅｌｉｎｅ．ｐｄｆ［ＥＢ／ＯＬ］． ［３］ＡＮＳＩ／ＡＳＡ ５１２．６０—２０１０／Ｐａｒｔ１，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃｒｉｔｅｒｉａ，Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ， ａｎｄ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ Ｓｃｈｏｏｌｓ，Ｐａｒｔ １：Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｓｃｈｏｏｌｓ［Ｎ］． ［４］ＡＮＳＩ／ＡＳＡ Ｓ１２．６０—２００９／ＰＡＲＴ２，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃｒｉｔｅｒｉａ，Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ， ａｎｄ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ Ｓｃｈｏｏｌｓ，Ｐａｒｔ ２：Ｒｅｌｏｅａｔａｂｌｅ Ｃｌａｓｓｒｏｏｍ Ｆａｃ． ｔｏｔｓ［Ｎ］． ［５］ＡＮＳＩ／ＡＳＡ Ｓ１２．６０／Ｐａｒｔ ３，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃｒｉｔｅｒｉａ，Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄ
（上接第１９４页） 从表２和表３中可以看出，随着河流流速的增 大，油膜扩散速度和范围也越大，对河流影响也越 大。在正常流速情况下（ｕ＝０．８２ ｍ／ｓ），在发生溢 油事故时，３０ ｍｉｎ油膜将到达距离穿越点１．５ ｋｍ 处，１小时后，油膜将到达距离穿越点３．０９ ｋｍ处，５ 小时后，油膜影响范围达１５ ｋｍ，对周边河流及沿岸 生态环境造成较大的污染影响。 ４风险防范与应急措施 ４．１风险防范措施 （１）在地质条件允许的前提下，重要河流穿越 优先采用定向钻穿越的方式。（２）河流穿越段管线 适当增厚管径，提高防腐等级。（３）河流穿越两侧 设置截断阀室，一旦发生泄漏事故能够及时截断。 （４）针对河流穿越作好事故应急预案，配备消油、隔 油及灭火、抢修设备。（５）设立明显的标志桩、提示 牌和警示标志。（６）增加河流穿越段线路的巡检频 率，并且巡线应与当地村民加强联系，做到群防群 治，最大限度地保护管道安全。 ４．２泄露应急措施 （１）一旦发现油品泄漏，立即采取措施，关闭河 Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ Ｓｃｈｏｏｌｓ，Ｐａｒｔ ３：Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｃｌａｓｓｒｏｏｍｓ『Ｎ］． ［６］宋拥民，盛胜我．教室室内声学研究进展［Ｊ］．声学 技术，２００６（１）：５６—６１． ［７］ＧＢ ５０１１８—２０１０民用建筑隔声设计规范［Ｓ］．１１ １４． ［８］ＧＢ／Ｊ ０００７６—１９８４厅堂混响时间测量规范［ｓ］． ［９］赫尔姆特·富克斯．噪声控制与声舒适［Ｍ］．北京： 中国科学技术出版社，２０１２．１３８． ［１０］Ｌａｕｒｅｎ Ｍ．Ｒｏｎｓｓｅ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ ｃｌａｓｓｒｏｏｍ ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｅｌｅｍｅｎ— ｔａｒｙ ｓｔｕｄｅｎｔ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔ［Ｍ］．２０１ Ｉ． ［１１］Ｐａｕｌｏ Ｈｅｎｒｉｑｕｅ Ｔｒｏｍｂｅｔｔａ Ｚａｎｎｉｎ，Ｃａｒｏｌｉｎａ Ｒｅｉｃｈ Ｍａｒ－ ｃｏｎ．Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｃｏｍｆｏｒｔ ｉｎ ｃｌａｓｓｒｏｏｍｓ［Ｍ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓ ３８（２００７）：６７５—６８０． 流两端的截断阀门，有效控制泄漏源，避免继续泄 漏。（２）立即向当地政府、主管部门报告，征得政府 的支持和援助，启动风险应急预案，同时通知河流下 游和周边群众做好污染防范工作。（３）采取设置拦 油栅、喷洒活塞膜化学药剂、油聚集剂等措施限制漏 油的扩散。（４）采用专门的撇油器回收泄漏成品 油，恢复污染现场的环境。（５）加强环境监测工作， 并及时发布信息。